METALES NO FERROSOS PESADOS

Estaño:

Nombre	Estaño
Número atómico	50
Valencia	2,4
Estado de oxidación	+4
Electronegatividad	1,8
Radio covalente (Å)	1,41
Radio iónico (Å)	0,71
Radio atómico(Å)	1,62
Configuración electrónica	[Kr]4d105s25p2
Primer potencial de ionización (eV)	7,37
Masa atómica (g/mol)	118,69
Punto de ebullición (ºC)	2270
Punto de fusión (ºC)	231,9
Descubridores	Los antiguos

CARACTERÍSTICAS

·         Color muy brillante, aunque a temperatura ambiente se oxida y pierde brillo exterior.

·         A temperatura ambiente es muy maleable . En cambio en caliente es frágil y quebradizo.

·         Por debajo de -18ºC se descompone y se transforma en polvo. (Peste del estaño)

Las principales aleaciones son:

·         Bronce: Aleación de cobre y estaño

·         Soldaduras blandas:  Aleaciones de plomo y estaño con proporciones entre el 25 y el 90%.

Las aleaciones bajo punto de fusión más importantes son:

·         Darcet: (25% Sn + 25% Pb + 50% Bi) Funde a 97ºC.

·         Cerrolow: (8,3% Sn + 22,6% Pb + 44,7% Bi + 5,3% Cd + 19,1% In) Funde a 47ºC.

Una de las aplicaciones más importantes del estaño la fabricación de hojalata. Consiste en recubrir una chapa de acero de dos capas de acero con dos capas muy finas de estaño puro. El estaño protege al acero contra la oxidación.

Cobre:

Los minerales de cobre más utilizados en la actualidad se encuentran en forma de:

Cobre nativo	Sulfuros	Óxidos
	Calcopirita	Malaquita
Cobre nativo	Calcosina	Cuprita

CARACTERÍSTICAS

·         Es muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleables (pueden formarse láminas hasta de 0,02 mm de espesor).

·         Posee una alta conductividad eléctrica (capacidad de un material para conducir corriente eléctrica, dejando circular libremente cargas eléctricas gracias a que dentro de su estructura hay muchos electrones con vínculos débiles que permiten el movimiento de las partículas) y conductividad térmica (magnitud que posee un material para conducir calor).

·         Es duro a temperatura ambiente y temperaturas frías; presenta resistencia a distintas alteraciones físicas, tales como a ser cortado, golpeado o al recibir fuerzas de tracción y empuje. 

Diferentes métodos de obtención del cobre:

·         Proceso de obtención por vía seca: se utiliza cuando el contenido de cobre supera el 10%.  Las fases de este proceso son las siguientes:

1)      Introducción en la trituradora o machacadora.

2)      Molienda en molino de bolas.

3)      Separación de la ganga: se introduce el mineral en polvo en un depósito lleno de agua y se agita. El mineral, más pesado, se irá al fondo, mientras que la ganga flotará y se sacará por arriba.

4)      Oxidación parcial del mineral en horno: el objetivo es oxidar el hierro presente, pero no el cobre. Actualmente se suele colocar en una cinta transportadora metálica que se mueve lentamente al mismo tiempo que se calienta la mena. de esta manera se consigue separar el hierro del cobre.

5)       Fundición en horno de reverbero: Fundente (sílice y cal) que reacciona con el azufre y el óxido de hierro, formando la escoria.

6) Cobre bruto o cobre blister (pureza del 40%)

7) Refinado electrolítico en la cuba: Cobre 99,5%

  ·         Proceso de obtención por vía húmeda: Se emplea cuando el contenido en cobre del mineral es inferior al 10%. El procedimiento consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico. Luego, mediante electrólisis, se obtiene el cobre.

La adición al cobre de otros metales no ferrosos mejora sus propiedades mecáicas y de resistencia a la oxidación. Las aleaciones más usadas son:

ALEACIÓN	TIPOS/COMPOSICIÓN	ALGUNAS APLICACIONES
Bronce (aleación de cobre y estaño)	Ordinario. Solo lleva cobre y estaño Especial. Lleva cobre, estaño y otros elementos químicos.	Campanas y engranajes. Esculturas y cables eléctricos.
Latón (aleación de cobre y cinc)	Ordinario. Solo lleva cobre y cinc. Especial. Lleva cobre, cinc y otros elementos químicos.	Tornillería. Grifos, tuercas y tornillos.
Cuproaluminio	Aleación de cobre y aluminio.	Hélices de barco, turbinas, etc.
Alpaca	Aleación de cobre, níquel y cinc.	Joyería barata, cubiertos, etc.
Cuproníquel	Aleación de cobre y níquel.	Monedas y contactos eléctricos.

Cinc:

Número atómico	30
Valencia	2
Estado de oxidación	+2
Electronegatividad	1,6
Radio covalente (Å)	1,31
Radio iónico (Å)	0,74
Radio atómico (Å)	1,38
Configuración electrónica	[Ar]3d104s2
Primer potencial de ionización (eV)	9,42
Masa atómica (g/mol)	65,37
Densidad (g/ml)	7,14
Punto de ebullición (ºC)	906
Punto de fusión (ºC)	419,5
Descubridor	Andreas Marggraf en 1746

Es un metal de color blanco y azulado que arde en el aire con llama verde azulada. El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aisla al metal y lo protege de la corrosión.

CARACTERÍSTICAS

• Muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales.
• Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.
• A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150°C es muy maleable.
• Tiene propiedades superplásticas y a 238°C obtiene propiedades ferromagnéticas.

Proceso de obtención

Dependiendo de la concentración del mineral de cinc se emplean dos procedimientos de obtención: vía seca (concentraciones superiores al 10%) y vía húmeda (concentraciones inferiores al 10%).

Las presentaciones comerciales del cinc más usuales son:

• En forma de aleación:

-Latones: por ser más barato el cinc que el estaño, en muchas aplicaciones el latón está sustituyendo al bronce.

-Plata alemana o alpaca (Cu + Ni + Zn): Utilizada antiguamente en cubertería. En la actualidad se utiliza en joyería barata y fabricación de estuches.

-Zamak (Al + Cu + Zn): Se emplea para la obtención de piezas de gran precisión t de gran calidad superficial, con lo que no necesitan mecanizado.

• En estado puro:

-En forma de chapas de diferentes espesores:

-Recubrimiento de tejados.

-Canalones y cornisas.

-Recubrimiento de pilas.

• Como recubrimiento de piezas:

-Galvanizado electrolítico: recubrir mediante electrólisis un metal con una capa muy fina de cinc, 15ml de diámetro.

-Galvanizado en caliente: la pieza se introduce en un baño de cinc fundido. Una vez enfriada, el cinc queda adherido y la pieza protegida.

-Metalizado: se proyectan partículas diminutas de cinc, mezcladas con pintura, sobre la superficie a proteger.

-Sherardización: consiste en recubrir con polvo de cinc una pieza de acero e introducirla en un horno. Por el calor, el cinc penetra en el acero.

• Otras formas:

-Óxidos de cinc:

-Bronceadores, desodorantes.

-Colorantes, pegamentos.

Nombre	Cobre
Número atómico	29
Valencia	1,2
Estado de oxidación	+2
Electronegatividad	1,9
Radio covalente (Å)	1,38
Radio iónico (Å)	0,69
Radio atómico (Å)	1,28
Configuración electrónica	[Ar]3d104s1
Primer potencial de ionización (eV)	7,77
Masa atómica (g/mol)	63,54
Densidad (g/ml)	8,96
Punto de ebullición (ºC)	2595
Punto de fusión (ºC)	1083
Descubridor	Los antiguos

Plomo:

Nombre	Plomo
Número atómico	82
Valencia	2,4
Estado de oxidación	+2
Electronegatividad	1,9
Radio covalente (Å)	1,47
Radio iónico (Å)	1,2
Radio atómico (Å)	1,75
Configuración electrónica	[Xe]4f145d106s26p2
Primer potencial de ionización (eV)	7,46
Masa atómica (g/mol)	207,19
Densidad (g/ml)	11,4
Punto de ebullición (ºC)	1725
Punto de fusión (ºC)	327,4
Descubridor	Los antiguos

CARACTERÍSTICAS

• Es muy maleable y blando.
• Color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado pero se oxida con facilidad.
• Resiste los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y por el vapor de azufre.

APLICACIONES

• En estado puro:
• Óxido de plomo:  Usado para fabricar pinturas al minio.
• Tuberías: Aunque está en desuso.
• Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones…
• Soldaduras.
• En aleaciones:
• Soldadura blanda: (Plomo y estaño) Empleado como material de aportación (se utiliza para la realización de un cordón de soldadura de buena calidad)

Proceso de obtención

1. Enriquecimiento: Galena se tritura y muele. Se separa la ganga de la mena mediante flotación (separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire).
2. Oxidación de los sulfuros: Se tostan los sulfuros de Pb para transformarlos en óxidos. Se añade sílice y cal y se obtiene monóxido de plomo (PbO).
3. Reducción del monóxido de Pb: Se realiza en un horno de mufla (horno alto y pequeño). Se usa carbón coque y cal. Este plomo tiene muchas impurezas y se denomina “plomo de obra”.
4. Afinado de plomo: Consta de dos fases:
1. Separación: (Generalmente magnética) En ella se separa de otros metales como el cobre, zinc o plata.
2. Afinado electrolítico: La electrólisis de soluciones acuosas o sal se funde y producen metales de alta pureza.

Otros metales no ferrosos pesados:

METAL	CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES	PROPIEDADES
CROMO	CARACTERÍSTICAS Es buen conductor del calor y de la electricidad En estado puro, es un metal brillante. Es un metal frágil y tiene gran acritud. Resiste perfectamente a la corrosión y a la oxidación. APLICACIONES Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. Se utiliza para objetos decorativos (cromado brillante) Se aprovecha para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.	Punto de fusión: 1900° C Punto de ebullición: 2671° C Densidad: 6,8 kg/dm3 Resistividad: 1,1 Ωmm2/m
NÍQUEL	CARACTERÍSTICAS Es de color plateado brillante. Es un metal de transición maleable, duro, dúctil y de propiedades ferromagnéticas. Al igual que el cromo, resiste muy bien la corrosión y la oxidación. Es fácil de pulir APLICACIONES El níquel se une al hierro en una aleación para fabricar acero inoxidable. Varios tipos de hoja de lata se hacen usando níquel aleado con otros metales. También se pueden hacer aleaciones resistentes al calor y la electricidad de níquel. Se emplea en aparatos de la industria química. Se utiliza en recubrimientos de metales (por electrólisis).	Punto de fusión: 1450°C Punto de ebullición: 2.913 °C Densidad: 8,85 kg/dm3 Resistividad: 0,011 Ωmm2/m
WOLFRAMIO O TUNGSTENO	CARACTERÍSTICAS Tiene un punto de fusión muy alto. Se trata de un metal considerablemente raro y escaso en nuestro planeta. APLICACIONES Se emplea para hacer filamentos de bombillas incandescentes. Para la fabricación de herramientas de corte para máquinas. Las puntas de contacto de las bujías y los anticátodos de los tubos de rayos X se hacen también de wolframio.	Punto de fusión: 3370°C Punto de ebullición: 5.555 °C Densidad:       19 kg/dm3 Resistividad: 0,056 Ωmm2/m
COBALTO	CARACTERÍSTICAS Tiene propiedades parecidas a las del níquel, pero no es magnético. El cobalto es un elemento duro pero quebradizo. APLICACIONES Fabricación de aleaciones, superaleaciones y carburos cementados. Endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) Elaboración de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.	Punto de fusión: 1490°C Punto de ebullición: 2870 °C Densidad:       8,6 kg/dm3 Resistividad: 0,063 Ωmm2/m